Развитие технологий мобильной связи

История развития технологий интернет-доступа на мобильных телефонах. Возможности современных устройств с поддержкой 3G-формата. Характеристика свойств сети 4G LTE. Необходимые качества моделей LTE-смартфонов. Пути совершенствования стандартов связи.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 28.09.2015
Размер файла 25,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

1.Немного истории -- от 2G до наших дней

интернет мобильный связь

Впервые доступ в Интернет появился на мобильных телефонах в 2000 году, с запуском стандарта GPRS. Скорость по современным понятиям была кошмарной -- в среднем порядка 30-40 кбит/с, и столь же кошмарной была скорость реакции -- от момента отправки запроса до получения первых байтов ответа проходило до секунды. Можно привести простой пример: заглавная страница сайта samsung.com/ru занимает примерно 3 МБ и состоит из чуть более чем 50 элементов; для загрузки её на телефон, работающий по технологии GPRS, потребовалось бы 10-15 мин. при условии стабильной связи.

К счастью, в одиночестве GPRS пробыл недолго -- уже в 2003 году появилась технология EDGE, которая могла обеспечивать в реальных условиях скорости до 100-200 кбит/с при задержке между запросом и ответом менее 150 мс. На такой скорости загрузка нашего сайта заняла бы порядка 2-3 мин. -- и с появлением EDGE можно отсчитывать начало эры мобильного Интернета.

Однако телефоны тоже не стояли на месте: примерно в это же время все большее распространение начали получать модели с большими цветными экранами и большим набором сторонних приложений - предшественники современных смартфонов. Для их владельцев требовался ещёе более быстрый и стабильный доступ в Интернет -- и сотовые операторы смогли его предоставить: одновременно с выходом на рынок EDGE началось разворачивание новых сетей связи, получивших общее название 3G.

Современные устройства с поддержкой 3G могут работать в Сети со скоростями от единиц до десятков Мбит/с. И, хотя реальные скорости зависят от загруженности сотовой сети, в большинстве случаев мобильным 3G-интернетом можно пользоваться почти с таким же комфортом, как и современным компьютером с высокоскоростным доступом: сайты загружаются за секунды, и даже видеоролики можно смотреть непосредственно онлайн. Десять лет назад о подобном нельзя было и мечтать!

Но в современном мире, в котором люди начинают привыкать к мгновенному доступу к любой информации -- от обычного текста до нового фильма в HD-качестве, -- и возможностей 3G уже не хватает. Поэтому несколько лет назад производители начали разработку нового стандарта - LTE. Этоа аббревиатура расшифровывается как Long Term Evolution - долговременная эволюция -- и уже из названия понятно, что LTE должен прийти в нашу жизнь всерьёез и надолго. Другое название, под которым известны технологии LTE, -- это 4G, то есть 4-е поколение сотовых сетей связи.

Кстати, первым в мире LTE-телефоном стал Samsung SCH-R900 -- он вышел в 2010 году. Год спустя к нему добавился Samsung GALAXY Indulge -- первый в мире LTE-смартфон. Сейчас, спустя несколько лет, Samsung по-прежнему сохраняет абсолютное лидерство -- GALAXY S5 стал первым в мире смартфоном с поддержкой новейшего сверхскоростного LTE-Advanced.

2. 4G LTE

Что же обеспечат -- или, точнее, уже обеспечивают -- нам сети 4G LTE? Наверное, если бы вы произнесли ответ на этот вопрос лет десять назад, вас бы назвали фантазёром. Судите сами: скорость -- до 150 Мбит/с - веб-сайты на такой скорости открываются практически мгновенно, а фильм в HD-качестве можно загрузить всего за 5-10 мин.! И это не какое-то отдалёенное будущее -- первые сотовые сети с такой скоростью уже работают, в том числе и в России.

Всего стандарт LTE предполагает пять категорий оборудования -- и максимально возможная скорость определяется принадлежностью к конкретной категории. Сейчас большая часть сетей и смартфонов LTE соответствует категории 2 или 3 -- со скоростями до 50 или 100 Мбит/с соответственно. Это очень много, но еще не предел: уже начали строиться первые сети LTE категории 4 со скоростью до 150 Мбит/с. С начала 2014 года сеть LTE Cat. 4 начала работу в Центральном округе Москвы, и если вы являетесь обладателем смартфона GALAXY S5 -- он как раз тоже поддерживает LTE категории 4 -- и бываете в Москве, то можете своми глазами увидеть, с какой невероятной скоростью работает на нёем доступ в Интернет. Впрочем, даже если вы не москвич -- нет никаких сомнений, что в ближайшую пару лет такие сети придут и в другие города.

Кстати, если вы хотите узнать, какая у вас скорость доступа в Интернет, на смартфоне для этого можно воспользоваться бесплатным популярнейшим приложением Speedtest. Впрочем, заранее уверенным можно быть в одном: если ваш смартфон не поддерживает LTE, то скорость может быть хорошей, но точно не впечатляющей.

3.Что надо знать про LTE?

Первое и главное -- это, конечно, тот факт, что если вы хотите самый современный и самый быстрый смартфон, то у вас нет иного выбора, кроме смартфонов с поддержкой LTE. За ними будущее, и в этом уже сейчас нет никаких сомнений.

Во-вторых, стоит ознакомиться с картой покрытия сети 4G LTE у вашего сотового оператора -- такие карты всегда есть на сайтах операторов, причёем часто на них приводится ещёе и планируемое покрытие сети, которое будет реализовано в ближайшем будущем. Если в вашем районе уже есть сеть 4G, то это повод отбросить последние сомнения, а если ещёе нет, то LTE-смартфон сможет без малейших проблем работать в сетях 3G и даже 2G, а, когда наконец LTE придёт к вам домой, с LTE-смартфоном вы встретите его в полной готовности.

В-третьих, уточните у оператора, какие устройства он поддерживает в своей LTE-сети. Иногда -- на ранних этапах развёертывания сети -- это могут быть только планшеты и модемы, но не смартфоны (в такой сети можно работать в Интернете, но нельзя звонить). Впрочем, даже в таком случае вы сможете пользоваться преимуществами LTE на вашем смартфоне, но сеть придется вручную переключать на 3G, чтобы позвонить, пока ваш оператор не запустит её в полном объёеме.

Если эти пункты соблюдены, вы можете смело отправляться в магазин за вашим новым LTE-смартфоном. При выборе конкретной модели обратите внимание на поддерживаемые ею стандарты -- лучше всего приобрести смартфон с поддержкой LTE категории 4 и LTE-Advanced. Такую поддержку имеет флагманский Samsung GALAXY S5. Хотя, если вы предпочитаете более доступные по цене варианты, нам есть что вам предложить -- скажем, новейший GALAXY Core LTE также поддерживает LTE категории 4. Не менее интересны и модели с LTE категории 3 -- компактный GALAXY S4 mini Black Edition и мощный GALAXY S4 Black Edition: они отличаются не только поддержкой высокоскоростной сети (доступ в Интернет -- до 100 Мбит/с, больше, чем у многих настольных компьютеров!) при доступной цене, но и весьма привлекательным дизайном, разработанным, кстати, российским офисом Samsung.

Разумеется, поддержка LTE не ограничивается смартфонами: если вы хотите приобрести планшет, Интернет на котором всегда будет быстрым, рекомендуем вам остановиться на новой серии Samsung GALAXY Tab PRO и GALAXY Note PRO. Это модели с диагоналями экрана от 8,4 до 12,2 дюйма, великолепнейшими экранами с разрешением QuadHD, мощными 4-ядерными процессорами и, конечно, с поддержкой 4G LTE.

После выбора устройства вам останется лишь заглянуть в ближайший офис вашего оператора сотовой связи и попросить поменять SIM-карту на такую же, но с поддержкой 4G LTE (ваш телефонный номер при этом, разумеется, сохранится), вставить еёе в новый аппарат -- и добро пожаловать в Интернет XXI века!

Таблица

Поколение

1G

2G

2,5G

3G

3,5G

4G

Начало разработок

1970

1980

1985

1990

<2000

2000

Реализация

1984

1991

1999

2002

2006-2007

2008-2010

Сервисы

аналоговый стандарт, речевые сообщения

цифровой стандарт, поддержка коротких сообщений (SMS), передача данных со скоростью до 9,6 кбит/с

большая ёмкость, пакетная передача данных, увеличение скорости сетей второго поколения

ещё большая ёмкость, скорости до 2 Мбит/с

увеличение скорости сетей третьего поколения

большая ёмкость, IP-ориентированная сеть, поддержка мультимедиа, скорости до сотен мегабит в секунду

Скорость передачи

1,9 кбит/с

9,6-14,4 кбит/с

115 кбит/с (1 фаза), 384 кбит/с (2 фаза)

2 Мбит/с

3-14 Мбит/с

100 Мбит/с - 1 Гбит/с

Стандарты

AMPS, TACS, NMT

TDMA, CDMA, GSM, PDC

GPRS, EDGE (2.75G), 1xRTT

WCDMA, CDMA2000, UMTS

HSDPA, HSUPA, HSPA, HSPA+

LTE-Advanced, WiMax Release 2 (IEEE 802.16m), WirelessMAN-Advanced

Сеть

PSTN

PSTN

PSTN, сеть пакетной передачи данных

сеть пакетной передачи данных

сеть пакетной передачи данных

сеть пакетной передачи данных

Все первые системы сотовой связи были аналоговыми. К ним относятся:

· AMPS (Advanced Mobile Phone Service -- усовершенствованная мобильная телефонная служба, диапазон 800 МГц) -- широко использовался в США, Канаде, Центральной и Южной Америке, Австралии; известен также как «североамериканский стандарт»; был наиболее распространённым стандартом в мире, обслуживавшим почти половину всех абонентов сотовой связи (вместе с цифровой модификацией D-AMPS, речь о которой впереди); использовался в России в качестве регионального стандарта (в основном -- в варианте D-AMPS), где он также являлся наиболее распространённым; На данный момент морально устарел. 18 апреля 2008 года прекратила свою работу двустандартная сеть AMPS/CDMA-800 Fora Commmunications (принадлежала Теле2) в Санкт-Петербурге -- последняя крупная сеть стандарта AMPS.

· TACS (Total Access Communications System -- общедоступная система связи, диапазон 900 МГц) -- используется в Англии, Италии, Испании, Австрии, Ирландии, с модификациями ETACS (Англия) и JTACS/NTACS (Япония); это второй по распространённости стандарт среди аналоговых; ещё недавно, в 1995 г., он занимал и общее второе место в мире по величине абонентской базы, но в 1997 г. оттеснён на четвёртое место более быстро развивающимися цифровыми стандартами;

· NMT-450 и NMT 900 (Nordic Mobile Telephone -- мобильный телефон северных стран, диапазоны 450 и 900 МГц соответственно) -- используется в Скандинавии и во многих других странах; известен также как «скандинавский стандарт»; третий по распространённости среди аналоговых стандартов мира; стандарт NMT 450 является одним из двух стандартов сотовой связи, принятых в России в качестве федеральных (второй -- цифровой стандарт GSM 900);

· С-450 (диапазон 450 МГц) -- используется в Германии и Португалии;

· RTMS (Radio Telephone Mobile System -- мобильная радиотелефонная система, диапазон 450 МГц) -- используется в Италии;

· Radiocom 2000 (диапазоны 170, 200, 400 МГц) -- используется во Франции;

· NTT (Nippon Telephone and Telegraph system -- японская система телефона и телеграфа, диапазон 800…900 МГц -- в трех вариантах) -- используется в Японии.

Во всех аналоговых стандартах применяются частотная модуляция для передачи речи и частотная модуляция для передачи информации управления (или сигнализации -- signaling). Этим так же была обусловлена интерференция сигнала. Как правило, подвижная станция первого поколения имела высокую мощность(3-5 Вт). Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот -- применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access -- FDMA), с полосами каналов в различных стандартах от 12,5 до 30 кГц. С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем -- относительно низкая ёмкость, являющаяся прямым следствием недостаточно рационального использования выделенной полосы частот при частотном разделении каналов. Этот недостаток стал очевиден уже к середине 80-х годов, в самом начале широкого распространения сотовой связи в ведущих странах, и сразу же значительные силы были направлены на поиск более совершенных технических решений. В результате этих усилий и поисков появились цифровые сотовые системы второго поколения. Переход к цифровым системам сотовой связи стимулировался также широким внедрением цифровой техники в связь в целом и в значительной степени был обеспечен разработкой низкоскоростных методов кодирования и появлением сверхминиатюрных интегральных схем для цифровой обработки сигналов.

В США аналоговый стандарт AMPS получил столь широкое распространение, что прямая замена его цифровым оказалась практически невозможной. Выход был найден в разработке двухрежимной аналого-цифровой системы, позволяющей совмещать работу аналоговой и цифровой систем в одном и том же диапазоне. Работа над соответствующим стандартом была начата в 1988 г. и закончена в 1992 г.; стандарт получил наименование D-AMPS, или IS-54 (IS -- сокращение от Interim Standard, то есть «промежуточный стандарт»). Его практическое использование началось в 1993 г. В Европе ситуация осложнялась наличием множества несовместимых аналоговых систем («лоскутное одеяло»). Здесь выходом оказалась разработка единого общеевропейского стандарта GSM (GSM 900 -- диапазон 900 МГц). Соответствующая работа была начата в 1982, г., к 1987 г. были определены все основные характеристики системы, а в 1988 г. приняты основные документы стандарта. Практическое применение стандарта началось с 1991 г. Ещё один вариант цифрового стандарта, по техническим характеристикам схожий с D-AMPS, был разработан в Японии в 1993 г.; первоначально он назывался JDC, а с 1994 г. -- PDC (Personal Digital Cellular -- буквально «персональная цифровая сотовая связь»). Но на этом развитие цифровых систем сотовой связи не остановилось.

Стандарт D-AMPS дополнительно усовершенствовался за счёт введения нового типа каналов управления. Дело в том, что цифровая версия IS-54 сохранила структуру каналов управления аналогового AMPS, что ограничивало возможности системы. Новые чисто цифровые каналы управления введены в версии IS-136, которая была разработана в 1994 г. и начала применяться в 1996 г. При этом была сохранена совместимость с AMPS и IS-54, но повышена ёмкость канала управления и заметно расширены функциональные возможности системы. Стандарт GSM, продолжая совершенствоваться технически (последовательно вводимые фазы 1, 2 и 2+), в 1989 г. пошёл на освоение нового частотного диапазона 1800 МГц. Это направление известно под названием системы персональной связи. Отличие последней от исходной системы GSM 900 не столько техническое, сколько маркетинговое при технической поддержке: более широкая рабочая полоса частот в сочетании с меньшими размерами ячеек (сот) позволяет строить сотовые сети значительно большей ёмкости, и именно расчёт на массовую систему мобильной связи с относительно компактными, лёгкими, удобными и недорогими абонентскими терминалами был заложен в основу этой системы. Соответствующий стандарт (в виде дополнений к исходному стандарту GSM 900) был разработан в Европе в 1990--1991 гг. Система получила название DCS 1800 (Digital Cellular System -- цифровая система сотовой связи; первоначально использовалось также наименование PCN -- Personal Communications Network, что в буквальном переводе означает «сеть персональной связи») и начала использоваться с 1993 г. В 1996 г. было принято решение именовать её GSM 1800. В США диапазон 1800 МГц оказался занят другими пользователями, но была найдена возможность выделить полосу частот в диапазоне 1900 МГц, которая получила в Америке название диапазона систем персональной связи (PCS -- Personal Communications Systems), в отличие от диапазона 800 МГц, за которым сохранено название сотового (cellular). Освоение диапазона 1900 МГц началось с конца 1995 г.; работа в этом диапазоне предусмотрена стандартом D-AMPS (версия IS-136, но аналогового AMPS в диапазоне 1900 МГц уже нет), и разработана соответствующая версия стандарта GSM («американский» GSM 1900 -- стандарт IS-661).

GPRS (англ. General Packet Radio Service -- пакетная радиосвязь общего пользования) -- надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю мобильного телефона производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации, а не времени.

XRTT (One Times Radio Transmission Technology) -- 2.5G мобильная технология передачи цифровых данных основанная на CDMA-технологии. Использует принцип передачи с коммутацией пакетов. Теоретически возможная скорость передачи 144 Кбит/сек, но на практике реальная скорость менее 40-60 Кбит/сек. XRTT использует лицензируемый радиочастотный диапазон и, подобно другим мобильным технологиям, широко распространена.

Все перечисленные выше цифровые системы второго поколения основаны на методе множественного доступа с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access -- TDMA). Однако уже в 1992--1993 гг. в США был разработан стандарт системы сотовой связи на основе метода множественного доступа с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access -- CDMA) -- стандарт IS-95 (диапазон 800 МГц). Он начал применяться с 1995?1996 гг. в Гонконге, США, Южной Корее, причём в Южной Корее -наиболее широко, а в США начала использоваться и версия этого стандарта для диапазона 1900 МГц. Направление персональной связи нашло своё преломление и в Японии, где в 1991--1992 гг. была разработана и с 1995 г. начала широко использоваться система PHS диапазона 1800 МГц (Personal Handy-phone System -- буквально «система персонального ручного телефона»).

HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access -- высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) -- стандарт мобильной связи, рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G). Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек., практическая достижимая в существующих сетях -- около 8 Мбит/сек.

Технологии, претендующие на роль 4G (и очень часто упоминаемые в прессе в качестве 4G):

· LTE

· TD-LTE

· Mobile WiMAX

· UMB

· HSPA+

В настоящее время запущены сети WiMAX и LTE. Первую в мире сеть LTE в Стокгольме и Осло запустил альянс TeliaSonera/Ericsson -- расчётное значение максимальной скорости передачи данных к абоненту составляет 382 Mbps и 86 Mbps -- от абонента. Насчёт UMB планы внедрения не известны, так как ни один оператор (в мировом масштабе) не заключил контракт на его тестирование. Стоит отметить, что стандарт WiMAX не все относят к 4G, так как он не интегрирован с сетями предыдущих поколений таких как 3G и 2G, а также из-за того, что в сети WiMAX сами операторы не предоставляют традиционные услуги связи, такие как голосовые звонки и SMS, хотя и пользование ими возможно при использовании различных VoIP сервисов. IMT разрешил сетям HSPA+ называться 4G, т. к. они обеспечивают соответствующие скорости.

Технологии для сетей 5 поколения 5G по состоянию на конец 2014 года находятся в состоянии разработки. Основным разработчиком является компания Huawei. «Основной задачей для сетей пятого поколения станет расширение спектра используемых частот и увеличение ёмкости сетей. Ожидается, что новая технология решит задачу, над которой работают все операторы в мире, -- повысит эффективность сетевой инфраструктуры», -- заявили в Huawei. Ввод в опытно-промышленную эксплуатацию первой сети 5G планируется Российским оператором Мегафон к Чемпионату Мира по футболу 2018 года

4.Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними из песочницы

Стандарты связи

Трудно в это поверить, но когда-то мобильные телефоны действительно называли «телефонами», не смартфонами, не суперфонами… Они входят в ваш карман и могут делать звонки. Вот и все. Никаких социальных сетей, обмена сообщениями, загрузки фотографий. Они не могут загрузить 5-Мегапиксельную фотографию на Flickr и, конечно же, не могут превратиться в беспроводную точку доступа. Конечно, те мрачные дни уже далеко позади, но по всему миру продолжают появляться перспективные беспроводные высокоскоростные сети передачи данных нового поколения, и многие вещи начинают казаться запутанными. Что же такое «4G»? Это выше, чем 3G, но означает ли, что лучше? Почему все четыре национальных оператора США неожиданно называют свои сети 4G? Ответы на эти вопросы требуют небольшой экскурсии в историю развития беспроводных технологий. Для начала, «G» означает «поколение», поэтому когда вы слышите, что кого-то относят к «сети 4G», это означает, что они говорят о беспроводной сети, построенной на основе технологии четвертого поколения. Применение определения «поколения» в данном контексте приводит ко всей той путанице, в которой мы попробуем разобраться.

1G

История начинается с появления в 1980-х годах нескольких новаторских сетевых технологий: AMPS в США и сочетание TACS и NMT в Европе. Хотя несколько поколений услуг мобильной связи существовали и раньше, тройка AMPS, TACS и NMT считается первым поколением (1G), потому что именно эти технологии позволили мобильным телефонам стать массовым продуктом. Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных -- это были чисто аналоговые системы, задуманные и разработанные исключительно для осуществления голосовых вызовов и некоторых других скромных возможностей. Модемы существовали, однако из-за того, что беспроводная связь более подвержена шумам и искажениям, чем обычная проводная, скорость передачи данных была невероятно низкой. К тому же, стоимость минуты разговора в 80-х была такой высокой, что мобильный телефон мог считаться роскошью. Отдельно хочется упомянуть первую в мире автоматическую систему мобильной связи «Алтай», которая была запущена в Москве в 1963 году. «Алтай» должен был стать полноценным телефоном, устанавливаемым в автомобиле. По нему просто можно было говорить, как по обычному телефону (т.е. звук проходил в обе стороны одновременно, т.н. дуплексный режим). Чтобы позвонить на другой «Алтай» или на обычный телефон, достаточно было просто набрать номер -- как на настольном телефонном аппарате, без всяких переключений каналов или разговоров с диспетчером. Аналогичная система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), была запущена в опытной зоне на год позже. А коммерческий ее запуск состоялся лишь в 1969 году. Между тем в СССР к 1970 году «Алтай» был установлен и успешно работал уже примерно в 30 городах. Кстати, в Воронеже и Новосибирске система действует до сих пор.

2G

В начале 90-х годов наблюдается подъем первых цифровых сотовых сетей, которые имели ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами. Улучшенное качество звука, бОльшая защищенность, повышенная производительность -- вот основные преимущества. GSM начал свое развитие в Европе, в то время как D-AMPS и ранняя версия CDMA компании Qualcomm стартовали в США. Эти зарождающиеся 2G стандарты пока не имеют поддержки собственных, тесно интегрированных, услуг передачи данных. Многие из таких сетей поддерживают передачу коротких текстовых сообщений (SMS), а также технологию CSD, которая позволила передавать данные на станцию в цифровом виде. Это фактически означало, что вы могли передавать данные быстрее -- до 14,4 кБит/с, что было сравнимо со скоростью стационарных модемов в середине 90-х. Для того, чтобы инициировать передачу данных с помощью технологии CSD, необходимо было совершить специальный «вызов». Это было похоже на телефонный модем -- вы или были подключены к сети, или нет. В условиях того, что тарифные планы в то время измерялись в десятках минут, а CSD была сродни обыкновенному звонку, практической пользы от технологии почти не было.

2.5G

Появление сервиса «General Packet Radio Service» (GPRS) в 1997 году стало переломным моментом в истории сотовой связи, потому что он предложил для существующих GSM сетей технологию непрерывной передачи данных. С использованием новой технологии, вы можете использовать передачу данных только тогда, когда это необходимо -- нет больше глупой CSD, похожей на телефонный модем. К тому же, GPRS может работать с большей, чем CSD, скоростью -- теоретически до 100 кБит/с, а операторы получили возможность тарифицировать трафик, а не время на линии. GPRS появился в очень подходящий момент -- когда люди начали непрерывно проверять свои электронные почтовые ящики. Это нововведение не позволило добавить единицу к поколению мобильной связи. В то время, как технология GPRS уже была на рынке, Международный Союз Электросвязи (ITU) составил новый стандарт -- IMT-2000 -- утверждающий спецификации «настоящего» 3G. Ключевым моментом было обеспечение скорости передачи данных 2 МБит/с для стационарных терминалов и 384 кБит/с для мобильных, что было не под силу GPRS. Таким образом, GPRS застрял между поколениями 2G, которое он превосходил, и 3G, до которого не дотягивал. Это стало началом раскола поколений.

3G, 3.5G, 3.75G… и 2.75G тоже

В дополнение к вышеупомянутым требованиям к скорости передачи данных, спецификации 3G призывали обеспечить легкую миграцию с сетей второго поколения. Для этого, стандарт, называемый UMTS стал топовым выбором для операторов GSM, а стандарт CDMA2000 обеспечивал обратную совместимость. После прецедента с GPRS, стандарт CDMA2000 предлагает собственную технологию непрерывной передачи данных, называемую 1xRTT. Смущает то, что, хотя официально CDMA2000 является стандартом 3G, он обеспечивает скорость передачи данных лишь немногим больше, чем GPRS -- около 100 кБит/с. Стандарт EDGE -- Enhanced Data-rates for GSM Evolution -- был задуман как легкий способ операторов сетей GSM выжать дополнительные соки из 2.5G установок, не вкладывая серьезные деньги в обновление оборудования. С помощью телефона, поддерживающего EDGE, вы могли бы получить скорость, в два раза превышающую GPRS, что вполне неплохо для того времени. Многие европейские операторы не стали возиться с EDGE и были приверженцами внедрения UMTS. Итак, куда же отнести EDGE? Это не так быстро, как UMTS или EV-DO, так что вы можете сказать, что это не 3G. Но это явно быстрее, чем GPRS, что означает, что она должна быть лучше, чем 2.5G, не так ли? Действительно, многие люди назвали бы EDGE технологией 2.75G. Спустя десятилетие, сети CDMA2000 получили обновление до EV-DO Revision A, которая предлагает немного более высокую входящую скорость и намного выше исходящую скорость. В оригинальной спецификации, которая называется EV-DO Revision 0, исходящая скорость ограничена на уровне 150 кБит/с, новая версия позволяет делать это в десять раз быстрее. Таким образом, мы получили 3.5G! То же самое для UMTS: технологии HSDPA и HSUPA позволили добавить скорость для входящего и исходящего траффика. Дальнейшие усовершенствования UMTS будут использовать HSPA+, dual-carrier HSPA+, и HSPA+ Evolution, которые теоретически обеспечат пропускную способность от 14 МБит/с до ошеломительных 600 МБит/с. Итак, можно ли сказать что мы попали в новое поколение, или это можно назвать 3.75G по аналогии с EDGE и 2.75G?

4G -- кругом обман

Подобно тому, как было со стандартом 3G, ITU взяла под свой контроль 4G, привязав его к спецификации, известной как IMT-Advanced. Документ призывает к скорости входящих данных в 1 ГБит/с для стационарных терминалов и 100 МБит/с для мобильных. Это в 500 и 250 раз быстрее по сравнению с IMT-2000. Это действительно огромные скорости, которые могут обогнать рядовой DSL-модем или даже прямое подключение к широкополосному каналу. Беспроводные технологии играют ключевую роль в обеспечении широкополосного доступа в сельской местности. Это более рентабельно -- построить одну станцию 4G, которая обеспечит связь на расстоянии десятков километров, чем покрывать сельхозугодья одеялом из оптоволоконных линий. К сожалению, эти спецификации являются настолько агрессивными, что ни один коммерческий стандарт в мире не соответствует им. Исторически сложилось, что технологии WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), которые призваны добиться такого же успеха как CDMA2000 и GSM, считаются технологиями четвертого поколения, но это верно лишь отчасти: они оба используют новые, чрезвычайно эффективные схемы мультиплексирования (OFDMA, в отличие от старых CDMA или TDMA которые мы использовали на протяжении последних двадцати лет) и в них обоих отсутствует канал для передачи голоса. 100 процентов их пропускной способности используется для услуг передачи данных. Это означает, что передача голоса будет рассматриваться как VoIP. Учитывая то, как сильно современное мобильное общество ориентировано на передачу данных, можно считать это хорошим решением. Где WiMAX и LTE терпят неудачу, так это в скорости передачи данных, у них эти значения теоретически находятся на уровне 40 МБит/с и 100 МБит/с, а на практике реальные скорости коммерческих сетей не превышают 4 МБит/с и 30 МБит/с соответственно, что само по себе очень неплохо, однако не удовлетворяет высоким целям IMT-Advanced. Обновление этих стандартов -- WiMAX 2 и LTE-Advanced обещают сделать эту работу, однако она до сих пор не завершена и реальных сетей, которые их используют, по-прежнему не существует. Тем не менее, можно утверждать, что оригинальные стандарты WiMAX и LTE достаточно отличаются от классических стандартов 3G, чтобы можно было говорить о смене поколений. И действительно, большинство операторов по всему миру, которые развернули подобные сети, называют их 4G. Очевидно, это используется в качестве маркетинга, и организация ITU не имеет полномочий противодействовать. Обе технологии (LTE в частности) скоро будут развернуты у многих операторов связи по всему миру в течение нескольких следующих лет, и использование названия «4G» будет только расти. И это еще не конец истории. Американский оператор T-Mobile, который не объявлял о своем намерении модернизировать свою HSPA сеть до LTE в ближайшее время, решил начать брендинг модернизации до HSPA+ как 4G. В принципе, этот шаг имеет смысл: 3G технология в конечном счете может достигнуть скоростей, больших, чем просто LTE, приближаясь к требованиям IMT-Advanced. Есть много рынков, где HSPA+ сеть T-Mobile быстрее, чем WiMAX от оператора Sprint. И ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS -- три американских оператора с живой WiMAX/LTE сетью -- не предлагают услуги VoIP. Они продолжают использовать свои 3G частоты для голоса и будут делать это еще в течении некоторого времени. Кроме того, T-Mobile собирается обновиться до скорости 42 МБит/с в этом году, даже не касаясь LTE! Возможно, именно этот шаг T-Mobile вызвал глобальное переосмысление того, что же на самом деле означает «4G» среди покупателей мобильных телефонов. AT&T, которая находится в процессе перехода на HSPA+ и начнет предлагать LTE на некоторых рынках в конце этого года, называет обе эти сети 4G. Таким образом, все четыре национальных оператора США украли название «4G» у ITU -- они его взяли, убежали с ним и изменили.

Выводы

Итак, что же это все нам дает? Похоже, операторы выиграли эту битву: ITU недавно отступил, заявив, что термин 4G «может быть применен к предшественникам этой технологии, LTE и WiMAX, а также другим эволюционировавшим 3G технологиям, обеспечивающим существенное повышение производительности и возможностей по сравнению с начальной системой третьего поколения». И в некотором смысле мы считаем, что это справедливо -- никто не будет спорить, что так называемые «4G» сети сегодня напоминают сети 3G 2001 года. Мы можем передавать потоковое видео очень высокого качества, загружать большие файлы в мгновение ока и даже, в определенных условиях, использовать некоторые из этих сетей как замену DSL. Это звучит как скачок поколений! Неизвестно, будут ли WiMAX 2 и LTE-Advanced называться «4G» к тому времени, когда они станут доступны, но думаю, что нет -- возможности этих сетей будут сильно отличаться от сетей 4G, которые существуют сегодня. И давайте быть честными: отделы маркетинга не испытывают недостатка в названиях поколений.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Преимущества цифрового поколения мобильной связи: защита от прослушивания, совершение голосовых звонков, обмен текстовыми и мультимедийными сообщениям, доступ к сети Интернет. Стандарты операторов CDMA, GSM и UMTS. Перспективы развития 4G технологий.

    реферат [23,3 K], добавлен 14.01.2011

  • Требование к сети связи со стороны потенциальных потребителей. Пользователи системы связи. Эволюция стандартов IEEE 802.16. Обзор современных систем беспроводного абонентского доступа. Сравнение ключевых технологий WiMAX, LTE, спектральной эффективности.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 13.02.2014

  • История создания технологий беспроводного доступа. Описания набора стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне. Исследование принципа работы беспроводной связи Wi-Fi. Анализ рынка инфраструктуры Wi-Fi операторского класса.

    презентация [854,9 K], добавлен 28.10.2014

  • Сотовая связь как вид мобильной радиосвязи. Составляющие сотовой сети. Стандарты систем мобильной связи третьего поколения. Проблема совмещения разных технологий мобильного доступа. Схема работы WAP. Mobile IP-перспективный протокол мобильной связи.

    реферат [32,5 K], добавлен 22.10.2011

  • Понятие мобильной связи. Система персонального радиовызова. Интенсивное внедрение сотовых сетей связи общего пользования. Интернет как современное средство общения. Электронная почта и доски объявлений. Варианты использования интернет-телефонии.

    курсовая работа [183,9 K], добавлен 12.12.2013

  • Развитие сервиса телематических услуг связи доступа в сеть Интернет с использованием технологии VPN. Модернизация сети широкополосного доступа ООО "ТомГейт"; анализ недостатков сети; выбор сетевого оборудования; моделирование сети в среде Packet Tracer.

    дипломная работа [3,9 M], добавлен 02.02.2013

  • Характеристика сети, типы модулей сети SDH. Построение мультиплексного плана, определение уровня STM. Расчет длины участка регенерации. Особенности сети SDH-NGN. Схема организации связи в кольце SDH. Модернизация сети SDH на базе технологии SDH-NGN.

    курсовая работа [965,7 K], добавлен 11.12.2012

  • Характеристика современных цифровых систем передачи. Знакомство с технологией синхронной цифровой иерархии для передачи информации по оптическим кабелям связи. Изучение универсальной широкополосной пакетной транспортной сети с распределенной коммутацией.

    курсовая работа [961,6 K], добавлен 28.01.2014

  • Краткая история развития мобильной связи, возникновение и развитие деятельности российских сотовых операторов. Характеристика технологических поколений мобильной связи. Общие конструктивные принципы работы технологии 3G, её распространение в России.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.06.2014

  • Классификация поколений мобильных устройств. Аналоговые системы сотовой связи, применение частотной модуляции для передачи речи. Переход к цифровым технологиям: двухрежимная аналого-цифровая система. Технология GPRS, мобильный доступ к сети Интернет.

    курсовая работа [32,0 K], добавлен 16.01.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.